步进式输送机综合设计

相关设计要求
水平直线段，其长度 a=300mm，允许±20mm
电机驱动，即必须有曲柄 输送 架上任一点的运动轨迹近似为虚 线所示闭合曲线
.
轨迹曲线的CDE段的最高点低于 直线段AB的距离至少为b=50mm
模型的选型设计
曲柄滑块机构
液压凸轮机构
曲柄连杆机构
机构尺度综合
• 利用解析法，如图， ABCE是曲柄摇杆的四 杆机构，而三角板的 另一个顶点P点要求水 平段三百毫米，在水 平段上取三个点，端 点及中点，然后初步 取AB段杆长，列出方 程。并且结合Adams软 件的模拟分析，得到 要求的尺寸，并在此 基础上完成整个模型 的建立
机构的运动分析
• 初始状态：ABCE四点及其之 间的连杆可以看成一个曲柄 连杆的四杆机构。A为动力 源，输入匀速的转速。设A 点坐标为(0,0),E点的坐标为 （360，180），AB长为 195mm，BC长为390mm，CD的 长为300mm。由BC,CD的长度 以及B,C,D点之间的距离方 程就可以得到C点的坐标。 又因为在水平位置的时候水 平方向运动可以得到D点的 纵坐标和Y方向的速度相等。 可以列出相应的方程，求解 可以得到BD,CD的长度
机构运动过程中的三种状态
平动状态
源自文库
上升状 态
最低点 状态
机构的动力学分析
• 对该机构进行动力学分 析，根据动力学分析简 图以及各杆件的受力情 况列出动力学方程，用 ADAMS软件进行模拟仿 真，检测机构在运动过 程中的受力情况，看这 个机构是否正确。 • 该机构的传动角是主要 考察各个连杆之间的传 动角是否满足要求，如 果传动角太小的话，传 动效率会降低很多。如 果所有的传动角都满足 传动角的要求，才能稳 定工作。
机械课程综合设计说明书
步进式输送机 姓名：徐程 学号：20110976 指导老师：何朝明
设计背景
• 步进式输送机，工件在机体的导 轨上脉冲式运动，互相之间有一 定的间歇，不仅不会发生工件之 间的碰撞，而且使工件卸载到下 一工序有一定的卸载时间，生产 线才会有序的进行
主要设计思想与原理
• 工件经过隔断板从料轮滑落到辊道上， 隔断板作间歇往复直线运动，工件按一 定的时间间隔向下滑落。输送滑架作往 复直线运动，工作行程时，滑架上位于 最左侧的推爪推动始点位置工件向前移 动一个步长，当滑架返回时，始点位置 又从料轮接受了一个新工件。由于推爪 下装有压力弹簧，推爪返回时得以从工 件底面滑过而工件保持不动。 • 当滑架再次向前推进时，该推爪早已复 位并推动新工件前移，与此同时，该推 爪前方的推爪也推动前工位的工件一齐 向前再移动一个步长。如此周而复始， 实现工件的步进式传输。显而易见，隔 断板的插断运动必须与工件的移动协调， 在时间和空间上相匹配。
建模及过程介绍
• 设定工作环境，确定位置
• 根据点依次建立构件模型
• 添加转动副及驱动
• 建立推动加工工件的挡板
• 添加机架构件
• 数据曲线及演示动画的得出
结论
• 方案特点 • 本次步进输送机的主要特点： 一、采用了连杆机构来完成机构的设计； 二、采用电动机作为机构的动力装置。 主要优点是：架构简单，连杆组的结构可以很好的保证挡 板可以进行一段水平运动。在运动过程中，挡板能够适 时的退到平台以下，可以保证步进输送机的平稳输送货 物。机构采用杆组结构，链接安全可靠，维护方便可以 大量节约成本。而其它几种方案，要么成本太高，要么 结构不够稳定。都有各自的缺陷。可以说这个设计是用 简单的方法实现了复杂的运动过程，并且操作运用都较 为简单。
• 设计方法特点 本次设计采用的是CAD画平面图定坐标尺寸，然 后使用ADAMS仿真，得出运动学仿真结果，随 后列出运动方程。使用CAD作图的好处是精确 度比较高，修改方便，并且操作流程规范化， 每个图纸都有存根，方便以后的查看和修改。 使用ADAMS仿真的话效果比较逼真，操作比较 简便实用，形象化，并可导出个点的运动速度、 加速度和位移等，为设计节省了大量的时间和 工作。
机构尺度综合
• • • • • • • • • 底板架的高度为——700mm 底板的长度为——1800mm 底板的宽度为——400mm 杆AB的长度为——195mm 杆CC1的长度为——870mm 杆BD的长度为——570mm 杆CE的长度为——435mm 杆CD的长度为——300mm AD之间的长度为—— 397.5mm 电机主轴距离O点的距离 为——180mm 铰链点E与E1之间的距离 为——870mm 点D与D1间的距离为—— 870mm 点C1与D1之间的距离为—— 300mm
受力情况及转矩导出图
B点X，Y方向受力导出图
B点X方向转矩导出图
C点受力导出图
C点转矩导出图
D点受力导出图
D点X,Y方向转矩导出图
动力学分析结果
• 通过上面的ADAMS的动力 学仿真导出的图片可以知 道，各个铰链点的受力情 况都呈现了一个比较稳定 的变化规律，而且在工件 的输送过程中，机构的受 力平稳，杆件的力矩变化 也比较稳定。符合机构的 动力学受力条件。只要合 适的选择机构构件的材料， 并且精确制造各个构件， 就可以很好的满足机构的 工作要求了。
• 步进输送 机平动过 程：平动过
程即为推动构件 的水平运动行为， 设计要求水平方 向上运动在三百 毫米左右。
ADAMS模拟机构平动状态截图
B点X方向速度导出图
B点位置mag导出图
B点X方向加速度导出图
C点X,Y方向位置导出图
C点X,Y方向速度导出图
C点X,Y方向加速度导出图
运动学分析结果
• C1,D1,E1点的速度，加速度与点 C,D,E点对应相等，所以不再计算。 • 挡板机构先进行300mm左右的平动， 然后下行，同时逐步后退，再上升 到原平面，这样完成一次周期运动。 整个运动过程，AB杆绕A点运动，作 为驱动，BCD构成的三角形杆组在A， E的制约下运动，使得D点在一个运 动周期内有一段时间做直线运动。 从ADAMS的仿真可以看出，该机构运 动平稳，速度变化也较平缓，可以 满足各种设计要求。